本文選題：可見光通信 + OFDM��； 參考：《東南大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：可見光通信(Visible Light Communication,VLC)作為一種新興的短距離無線通信技術(shù),正得到越來越多的重視與研究�？梢姽馔ㄐ啪哂蓄l譜資源豐富,低耗低,低成本,保密性能好等優(yōu)勢。隨著發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode,LED)的普及與高速發(fā)展,基于LED的照明與顯示系統(tǒng)已經(jīng)越來越融入到人們的生活。同傳統(tǒng)射頻通信一樣,在VLC 的實現(xiàn)技術(shù)中,正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術(shù)因其在頻譜利用率,抗頻率選擇性衰落,調(diào)制解調(diào)簡單易于實現(xiàn),接收端無需復(fù)雜均衡技術(shù)等優(yōu)勢也被廣泛使用。本論文將以O(shè)FDM可見光通信系統(tǒng)為基礎(chǔ),研究其實現(xiàn)中的關(guān)鍵技術(shù),并展開相應(yīng)的系統(tǒng)性研究。首先,本文概述了 OFDM技術(shù)的工作原理,分析了其頻分性,正交性的由來,論證了快速傅里葉反變換等技術(shù)在OFDM中的應(yīng)用原理,闡述了循環(huán)前綴在OFDM系統(tǒng)中減小碼間干擾的意義及其原理,指出了 OFDM通信系統(tǒng)相較于單載波通信系統(tǒng)的優(yōu)缺點;進(jìn)一步概述了可見光通信系統(tǒng)的一般原理框圖,與傳統(tǒng)射頻通信系統(tǒng)做了對比,分析了可見光通信系統(tǒng)中存在的散彈噪聲和熱噪聲模型。其次,本文分析了 OFDM技術(shù)在可見光通信系統(tǒng)中最為廣泛的四種技術(shù),包括,直流偏置的正交頻分復(fù)用(Direct Current biased Optical-OFDM,DCO-OFDM),非均勻限幅光正交頻分復(fù)用(Asymmetrically Clipped Optical OFDM,ACO-OFDM),脈沖幅度調(diào)制-離散多音頻(Pulse Amplitude Modulated-Discrete Multitone,PAM-DMT),以及反轉(zhuǎn) OFDM(Flip-OFDM)。本文詳細(xì)闡述了每種OFDM系統(tǒng)的實現(xiàn)機制,并比較了其中的異同點,并重點分析了削波對每種OFDM體制下發(fā)送信號峰均比分布的影響。本文給出了削波后每種OFDM信號峰均比的互補累積分布函數(shù),發(fā)現(xiàn)了該互補累積分布函數(shù)為分段函數(shù),并進(jìn)一步揭示了該分段函數(shù)的間斷點分布特性、函數(shù)的單調(diào)性以及削波后峰均比上下界的特性與削波大小的關(guān)系,最后通過仿真驗證了本文所述結(jié)論的正確性。隨后,本文從最優(yōu)化功放處發(fā)送信號峰均比的角度,確定了在各種OFDM可見光通信系統(tǒng)中應(yīng)該采取在數(shù)字域削波還是在模擬域進(jìn)行削波的問題。本文研究表明,ACO-OFDM,PAM-DMT和Flip-OFDM在削波后的信號的峰均比比削波前的原信號增加3dB,因此在這三種系統(tǒng)中應(yīng)該采取模擬削波,即發(fā)送信號應(yīng)該先過功放再在模擬域進(jìn)行削波。在DCO-OFDM中,本文首先對削波進(jìn)行建模,然后從最大化接收端信干燥比的角度優(yōu)化發(fā)送端削波強度,并在此條件下考慮數(shù)字削波還是模擬削波。本文的研究表明,在接收端最大光信噪比20dB及以下的信道條件下,應(yīng)該采取模擬削波;在25dB以上的信道條件下,理論上應(yīng)該采取數(shù)字削波,即在數(shù)字域削波后再進(jìn)行功率放大。最后,本文以DCO-OFDM可見光通信系統(tǒng)為研究對象,結(jié)合一個實際的應(yīng)用場景,在考慮到實際LED的非線性特性以及光功率限制的條件下,從最優(yōu)化得到的系統(tǒng)直流偏置和信號功率的角度,考慮發(fā)生上削波的概率問題,本文研究表明,在采用最優(yōu)化的直流偏置和信號發(fā)射功率,DCO-OFDM系統(tǒng)發(fā)生上削波的概率隨接收端最大光信噪比單調(diào)遞減,在通常情況下發(fā)生上削波的概率可以忽略不計。
[Abstract]:As a new technology of short - distance wireless communication , Visible Light Communication ( VLC ) is becoming more and more attention and research . With the popularization of light - emitting diode ( LED ) and high - speed development , the technology of OFDM ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) has been widely used . In this paper , the realization mechanism of each OFDM system is discussed in detail , and the effect of clipping on the peak - to - average ratio of each OFDM system is discussed .

【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.1

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本文編號：1756553